DE141921C - - Google Patents
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Description
KAISERLICHESIMPERIAL
PATENTAMT.PATENT OFFICE.
PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
- M 141921 KLASSE 63 c.- M 141921 CLASS 63 c.
EUGENIO CANTONO in ROM. Lenkvorrichtung für Motorwagen.EUGENIO CANTONO in ROME. Steering device for motor vehicles.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Mai 1900 ab.Patented in the German Empire on May 23, 1900.
Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für Motorwagen mit einem Schneckengetriebe zur Einstellung der Lenkachse und mit zwei die beiden Lenkräder getrennt antreibenden Elektromotoren, deren Gang beim Drehen der Steuerwelle mittels eines Widerstandsschalters derart geregelt wird, daß der eine Motor schneller läuft als der andere. Diese Lenkung wird durch elektromotorische Schaltvorrichtungen bewerkstelligt, welche die Lenkanstrengung des Wagenführers bei leichten Motorwagen auf ein Minimum herabmindern, bei schwereren dagegen außerordentlich erleichtern. Die zur Verwendung gelangenden Schaltvorrichtungen bestehen in Stromwendern zum Anlassen des Wagens, zur Regelung der Fahrtgeschwindigkeit, zur Umkehrung der Fahrtrichtung und zur elektrischen Lenkung. Die Vorrichtungen, welche es ermöglichen, die elektrische Lenkung selbsttätig zugleich mit der mechanischen Lenkung zu bewirken, bestehen in einem Handrad x, durch welches eine Schnecke Q. bewegt wird, die ihre Bewegung auf ein Schneckenrad X überträgt. Auf der Welle des letzteren ist eine Kettenrolle F aufgekeilt, welche vermittels Kette die Lenkbewegung auf den auf der Vorderachse fest angeordneten Lenkschemel W überträgt.The invention relates to a steering device for motor vehicles with a worm gear for adjusting the steering axis and with two electric motors driving the two steering wheels separately, the gear of which is controlled when the control shaft is turned by means of a resistance switch so that one motor runs faster than the other. This steering is accomplished by electromotive switching devices, which reduce the steering effort of the driver to a minimum in light motor vehicles, but greatly facilitate it in heavier vehicles. The switching devices used consist of commutators for starting the car, for regulating the speed of travel, for reversing the direction of travel and for electrical steering. The devices which enable the electrical steering to be effected automatically at the same time as the mechanical steering consist of a handwheel x, by means of which a worm Q is moved, which transmits its movement to a worm wheel X. A chain roller F is keyed onto the shaft of the latter and, by means of a chain, transmits the steering movement to the steering stool W , which is fixedly arranged on the front axle.
Natürlich kann anstatt der Kettenrolle auch jedes andere gleichwertige Organ zur Übertragung der Bewegung dienen.Of course, any other equivalent organ for transmission can also be used instead of the chain roller serve the movement.
Die Schnecke Q. (Fig. 3) ist durch eine Verkeilung genötigt, sich mit der sie tragenden Welle zu drehen, jedoch erlaubt die Verkeilung der Schnecke, sich auf der Welle zu verschieben. Gegen das eine Ende der SchneckeThe screw Q. (Fig. 3) is forced by a wedging to be with the one carrying it The shaft rotates, however, the wedging allows the worm to move on the shaft too move. Towards one end of the snail
liegt ein Bund an, der lose auf der Welle sitzt und einen Zapfen E trägt, welcher durch eine in dem ihm als Führung dienenden Kasten vorgesehene Öffnung hindurchragt und in einen an dem Arm Z des Lenkschalters C befindlichen Schlitz greift, so daß also die von dem Bunde längs der Welle der Schnecke ausgeführten Bewegungen auf den besagten Schalter übertragen werden. Der Bund muß die Axial-Verstellungen der Schnecke mitmachen, mit der er stets in inniger Berührung ist, nämlich infolge des Drucks der beiden gleich starken Federn R und S, weche die Schnecke und den Schalter so lange in zentraler Stellung zu erhalten streben, bis eine Wirkung von außen dieselbe ändert, sei dies nun die Lenkanstrengung des das Lenkrad drehenden Wagenführers oder ein Unterschied in der Geschwindigkeit der beiden Vorderräder, welchem zufolge, wenn hier nicht die Selbstsperrung der Schnecke in Wirkung träte, die Radachse sich drehen und mithin der Wagen eine Wendung machen würde.is a collar that sits loosely on the shaft and carries a pin E , which protrudes through an opening provided in the box serving as a guide and engages in a slot located on the arm Z of the steering switch C , so that the of the Movements carried out along the shaft of the screw are transmitted to said switch. The federal government must take part in the axial adjustments of the worm, with which it is always in close contact, namely as a result of the pressure of the two equally strong springs R and S, which the worm and the switch strive to keep in a central position until one Effect from outside changes the same, be it the effort of the driver turning the steering wheel or a difference in the speed of the two front wheels, which, if the self-locking of the worm did not come into effect here, the wheel axle rotates and thus the car turns would do.
Der Schalter zur elektrischen Lenkung des Wagens schaltet bei Geradeausfahrt einen Widerstand halb in den Anker des Motors m und halb in den des Motors η ein. Soll dagegen eine Kurve gefahren werden, so ist der in die beiden Motoren eingeschaltete Widerstand verschieden. Wenn man nun z. B. nach rechts lenken will, so wird der Widerstand ganz in den linken Motor η eingeschaltet, wenn die Anker beider Motoren parallel (Stellungen ο ο und pp des Schalters D) geschaltet sind, wohingegen er ganz in den rechten Motor m eingeschaltet wird, wenn die beidenWhen driving straight ahead, the switch for the electrical steering of the car switches a resistor half into the armature of the motor m and half into that of the motor η . If, on the other hand, a curve is to be driven, the resistance switched on in the two motors is different. If you now z. B. wants to steer to the right, the resistance is switched on completely in the left motor η when the armatures of both motors are connected in parallel (positions ο ο and pp of switch D) , whereas it is completely switched on in the right motor m when the two
Motoren in Reihe geschaltet sind (Stellungen h h und i i des Schalters Z)), und dies zufolge der durch den Schalter D bewirkten Anschlüsse. Im ersten Falle ist, wenn die Erregung im linken Motor abnimmt, da der Motor mit der konstanten Potentialdifferenz gespeist wird, der Motor gezwungen, schneller zu laufen, und im zweiten Falle wird, da die Differenz des Potentials an den Bürsten desMotors are connected in series (positions hh and ii of switch Z)), and this according to the connections effected by switch D. In the first case, when the excitation in the left motor decreases, since the motor is fed with the constant potential difference, the motor is forced to run faster, and in the second case, because the difference in the potential across the brushes of the
ίο Motors von Null bis zur Spannung der Batterie sich ändern kann, die Erregung des Motors, der schneller laufen soll, anstatt abzunehmen, so zunehmen, daß, da die Intensität des Stroms im Anker beider Motoren gleich ist, dem Motor, dessen Erregung größer ist, ein größeres Antriebsmoment gegeben wird, während es im anderen abnimmt, so daß ein Unterschied in der Kraftäußerung der beiden Motoren entsteht, dessen Resultante eine in allen Fällen derjenigen des lenkenden Wagenführers entsprechende Kraftäußerung ist.ίο Motor from zero to the voltage of the battery can change, the excitation of the motor, which should run faster instead of decreasing, increase so that, since the intensity of the current in the armature of both motors is the same, the motor, whose excitation is greater, a greater drive torque is given while it is im the other decreases, so that there is a difference in the power expression of the two motors, its resultant corresponds in all cases to that of the driving driver Expression of force is.
In dem Stromlaufschema (Fig. 1) ist A die Sammlerbatterie, m und η die elektrischen Motoren, B der Schalter für Fahrtrichtungsumkehrung, C der selbsttätige Schalter zur Lenkung und D der Schalter zum Anlassen und zur Regelung der Fahrtgeschwindigkeit.In the circuit diagram (Fig. 1) A is the collector battery, m and η the electric motors, B the switch for reversing the direction of travel, C the automatic switch for steering and D the switch for starting and regulating the driving speed.
Die mechanisch miteinander verbundenen, aber elektrisch voneinander isolierten Stege MNO P des Schalters D können nun folgende Stellung einnehmen: The bridges MNO P of switch D , which are mechanically interconnected but electrically insulated from one another, can now assume the following position:
In der Stellung e e sind die Motoren noch erregt und die Bürsten in Kurzschluß, so daß eine starke elektrische Bremswirkung eintritt.In position e e the motors are still excited and the brushes are short-circuited, so that a strong electrical braking effect occurs.
In der Stellung ff sind die Motoren noch erregt, die Bürsten sind in Kurzschluß auf den Widerständen c für den Motor m und d für den Motor n; hierdurch hat man schwache elektrische Bremsung.In position ff the motors are still excited, the brushes are short-circuited on resistors c for motor m and d for motor n; this gives you weak electrical braking.
gg ist die Anlaßstellung des Wagens; die beiden Motoren sind in Reihe geschaltet und die Erregung ist vollständig, bezw. wenn es sich um eine Durchgangsstellung handelt, ist der Lenkwiderstand Z noch nicht in den Erregungsstromkreis geschaltet, wodurch man ein größeres Antriebsmoment beim Anlassen erhält. gg is the starting position of the car; the two motors are connected in series and the excitation is complete, respectively. if it is a through position, the steering resistor Z has not yet been switched into the excitation circuit, so that a greater drive torque is obtained when starting.
In der Stellung h h sind die Motoren inIn the hh position, the motors are in
Reihe geschaltet und der Erregungsstrom geht durch den für die Lenkung bestimmten Widerstand Z hindurch, dessen Wirkungsweise weiter unten beschrieben werden wird.Connected in series and the excitation current passes through the resistor Z intended for steering, the mode of operation of which will be described below.
In der Stellung i i befinden sich die Motoren wie in der vorigen Stellung h h, der Erregungsstrom geht auch hier noch durch den Widerstand Z hindurch, und außerdem werden die Widerstände α b in die Magnetfelder der Motoren eingeschaltet.The motors are in position ii as in the previous position hh, the excitation current also passes through the resistor Z , and the resistors α b are also switched on in the magnetic fields of the motors.
Il ist die Stellung beim Übergang von der Reihenschaltung der Motoren in den Neben-Schluß. Il is the position at the transition from the series connection of the motors to the shunt.
In der Stellung ο ο sind die Motoren in Nebenschluß auf der Batterie A und die Erregung geht durch den Lenkwiderstand Z hindurch. In the position ο ο the motors are shunted on battery A and the excitation passes through the steering resistance Z.
In dieser Stellung sind, wie oben angedeutet worden ist, die Verbindungen der Enden T und V des Widerstands Z mit den Motoren umgekehrt.In this position, as indicated above, the connections between the ends T and V of the resistor Z and the motors are reversed.
In der Stellung pp sind die Motoren ebenfalls noch in Nebenschluß, und in die Elektromagnetfelder sind die Widerstände a b eingeschaltet. The motors are pp in the position also still in shunt, and the electromagnetic fields, the resistors are turned off.
Die vier elektrisch voneinander isolierten, mittels eines drehbaren Hebels y verbundenen Stege GHIL des Schalters B haben drei Stellungen, nämlich:The four bars GHIL of switch B , which are electrically isolated from one another and connected by means of a rotatable lever y, have three positions, namely:
s s, d. h. die Stellung der Unterbrechung des Erregungsstromkreises der Motoren, ss, i.e. the position of the interruption of the excitation circuit of the motors,
qq die Stellung, in welcher die Erregung die Vorwärtsfahrt bewirkt, und qq the position in which the excitation causes forward travel, and
rr die Stellung, in welcher der Strom der Elektromagnetfelder der Motoren, d. h. die Polarität derselben umgekehrt wird, wodurch Rückwärtsfahrt bewirkt wird. rr the position in which the current of the electromagnetic fields of the motors, ie the polarity of the same, is reversed, causing reverse travel.
Der Schalter C ist, wie bereits gesagt, dazu bestimmt, die elektrische Lenkung des Wagens mittels des Widerstands Z zu bewirken. Seine Wirkung auf die Motoren ist von den vom Schalter B für die Vorwärts- nnd Rückwärtsfahrt bewirkten Kombinationen abhängig, so- go wie von den Kombinationen mit dem Schalter D durch seine verschiedenen Wirkungsarten im Verhältnis zu der verschiedenen Gruppierung der Anker der Motoren, entsprechend den verschiedenen Stellungen h h, i i, II, 00, pp der Stege MNO P des Schalters D, welche die Fahrt bei Reihen- oder Parallelschaltung der Motoren zueinander bewirken.As already mentioned, the switch C is intended to effect the electrical steering of the car by means of the resistor Z. Its effect on the motors depends on the combinations effected by switch B for forward and reverse travel, as well as on the combinations with switch D due to its different modes of action in relation to the different grouping of the armatures of the motors, according to the different ones Positions hh, ii, II, 00, pp of the webs MNO P of the switch D, which cause the movement when the motors are connected in series or in parallel.
Ein in k drehbarer Hebel \ wird, wie gesagt, vom Zapfen E bewegt und ist so angeordnet, daß er die Platte w mit der Platte t oder u oder ν verbinden kann. Wenn durch den Hebel \ die Platte w mit der Platte t verbunden wird und zugleich der Hebel y des Schalters B sich in der Stellung q q befindet, macht der Erregungsstrom folgenden Weg: vom positiven Pol der Batterie zum Schalter B, wo er mittels Brücke H zu den beiden induzierenden Stromkreisen geht, welche auf diese Weise parallel auf den besagten Pol geschaltet sind — nach Durchfließung der beiden Erregungsstromkreise geht der Strom zu dem Schalter D, wo er mittels der Stege M und JV direkt zur Platte w geht —, wenn sich die besagten Stege in den Stellungen e e, ff und gg befinden, dagegen durch TUtn> und VUtw, wenn die Stege sich in den Stellungen h h, i i, 11, ο ο und ρ ρ befinden.A lever \ rotatable in k is, as already mentioned, moved by the pin E and is arranged in such a way that it can connect the plate w to the plate t or u or ν . When plate w is connected to plate t by lever \ and lever y of switch B is at the same time in position qq , the excitation current makes the following path: from the positive pole of the battery to switch B, where it closes by means of bridge H. the two inducing circuits, which are connected in parallel to the said pole in this way - after flowing through the two excitation circuits, the current goes to the switch D, where it goes directly to the plate w by means of the webs M and JV - when said The webs are in the positions ee, ff and gg , on the other hand by TUtn> and VUtw, if the webs are in the positions hh, ii, 11, ο ο and ρ ρ .
In dieser Verbindungsstellung zwischen w und t geht der die beiden Induktionsstromkreise durchfließende Strom durch einen gleichen Widerstand hindurch, die Intensität wird mit-In this connection position between w and t , the current flowing through the two induction circuits goes through an equal resistor, the intensity is
hin in den beiden Stromkreisen gleich sein, und dasselbe gilt von der Schnelligkeit der beiden Anker: man hat also hier Geradeausfahrt. be the same in the two circuits, and the same applies to the speed of the two anchors: you have to go straight ahead here.
Wenn in diesem Falle die Geradeausfahrt eine Vorwärtsfahrt ist, so genügt es, wenn man Rückwärtsfahrt haben will, den Hebel y im Schalter B in die Stellung r r zu bringen, wodurch der positive Pol der Batterie mittelsIf in this case straight-ahead travel is forward travel, it is sufficient, if one wants to reverse travel, to move the lever y in switch B to position rr , whereby the positive pole of the battery is activated
ίο des Steges H in Verbindung mit der Platte n> und der negative Pol mittels des Steges I mit dem Vereinigungspunkte der beiden Induktionsstromkreise gebracht wird; mit anderen Worten, die Stromrichtung ist in besagten beiden Kreisen bezüglich der vorherigen umgekehrt.ίο the web H in connection with the plate n> and the negative pole is brought by means of the web I with the junction of the two induction circuits; in other words, the direction of the current is reversed with respect to the previous one in said two circles.
Die sich für die Lenkung bildenden Stromkreise sind nun folgende:The circuits that are formed for the steering are now as follows:
i. Fall.i. Case.
Angenommen, man will den Wagen rechts wenden, so dreht der Wagenführer das Steuerrad χ im Sinne des Uhrzeigers. Durch die mechanische Übertragung wird das Rad, auf welchem der Motor η sitzt, dadurch zum schnelleren Laufen, und dasjenige, auf welchem der Motor m sitzt, zum langsameren Laufen gebracht. Damit nun die Kraftäußerung der Motoren mit derjenigen des Wagenführers in Einklang steht, muß die Schaltung, hervorgebracht durch die durch Drehung des Steuerrades χ bewirkte axiale Verstellung der Schnecke, dasselbe Resultat bezüglich der Geschwindigkeiten haben, welche die Motoren annehmen sollen, und dieses geschieht eben vermittels der verschiedenen Verbindungen der Stromkreise, hervorgebracht durch die verschiedenen Schalter, jede zu ihrer Zeit. Denn wenn man das Handrad χ in obenerwähnter Richtung dreht, so strebt die Schnecke Q. dem Rade X eine direkte Drehung in entgegengesetzter Uhrzeigerbewegungsrichtung zu geben. Zufolge des dieser entgegengesetzten Drehung vom Rade X entgegengesetzten Widerstandes verstellt sich die Schnecke so, daß sie die Feder R zusammendrückt, und der Zapfen E stößt den Arm \ des Schalters C gegen den Kontakt v; nachdem dieser Kontakt hergestellt ist, geht der Strom des negativen Pols durch den in der Stellung q q befindlichen Steg I zum Kontakt n>, von w nach v, von ν durch Steg G zum Punkt V des Widerstands Z. Wenn sich nun die Stege MNO und P in der Stellung h h oder ii befinden, so wird der Motor η verstärkte Erregung und m geschwächte Erregung haben. Da in diesen beiden Stellungen die Anker der beiden Motoren hintereinander geschaltet sind, so liefert der Motor η zufolge der größeren Erregung das größere Antriebsmoment, und mithin wird der von den beiden Motoren erzeugte Kraftäußerungsunterschied den Wagen nach rechts bezw. nach der Richtung lenken, in welcher der Wagenführer das Steuerrad dreht.Assuming you want to turn the car to the right, the driver turns the steering wheel χ clockwise. As a result of the mechanical transmission, the wheel on which the motor η is seated is made to run faster, and that on which the motor m is seated is made to run more slowly. So that the power output of the motors is in harmony with that of the driver, the switching, brought about by the axial adjustment of the worm caused by the rotation of the steering wheel χ , must have the same result with regard to the speeds that the motors should assume, and this is done by means of the various connections of the circuits, brought about by the various switches, each in its own time. Because if you turn the handwheel χ in the above-mentioned direction, the worm Q. tries to give the wheel X a direct rotation in the counterclockwise direction of movement. As a result of the opposition to this opposite rotation of the wheel X , the worm moves so that it compresses the spring R , and the pin E pushes the arm \ of the switch C against the contact v; After this contact has been established, the current of the negative pole goes through the web I located in position qq to the contact n>, from w to v, from ν through web G to point V of the resistor Z. If the webs MNO and P are in position hh or ii , the motor will have η increased excitation and m decreased excitation. Since the armatures of the two motors are connected in series in these two positions, the motor η delivers the greater drive torque due to the greater excitation, and consequently the difference in force generated by the two motors will move the car to the right or to the right. steer in the direction in which the driver turns the steering wheel.
Wenn sich die Stege MNO P in einer der beiden Stellungen 00 und ρ ρ befinden, so wird der Motor m durch die auf dem Schalter D sichtbaren diagonalen Verbindungen in Kontakt mit Punkt V sein, und folglich ist die Erregung des Motors η verringert. In dieser Stellung des Schalters sind die Anker der Motoren parallel zueinander und in Nebenschluß auf den Enden der Batterie geschaltet. Mithin wird der schneller laufende Motor derjenige sein, in welchem die Erregung verringert ist bezw. der Motor n, und so unterstützen auch in diesem Falle die Motoren die mechanische Lenkbewegung des Wagenführers.If the webs MNO P are in one of the two positions 00 and ρ ρ , the motor m will be in contact with point V through the diagonal connections visible on the switch D , and consequently the excitation of the motor η is reduced. In this position of the switch, the armatures of the motors are connected in parallel to each other and in shunt on the ends of the battery. Thus, the faster running motor will be the one in which the excitation is reduced or. the motor n, and so also in this case the motors support the mechanical steering movement of the driver.
2. Fall.2nd case.
Angenommen, der Wagen soll nach links gelenkt werden, so dreht der Wagenführer das Handrad χ in umgekehrter Uhrzeigerbewegungsrichtung und demzufolge strebt die Schnecke, stets zufolge des der Bewegung des Rades X entgegengesetzten Widerstandes, die Feder S zusammenzudrücken, und der Arm ^ wird von dem Zapfen T des Widerstandes, welcher sich in direkter Verbindung mit dem Pol der Batterie äußert, in Kontakt mit u gebracht, und für die verschiedenen Stellungen h h. i i, 0 0, pp des Schalters wird für die Erregung des Motors m das stattfinden, was oben für den Motor η auseinandergesetzt worden ist, und umgekehrt wird für η das eintreten, was vorher für m eintrat, so daß auch in diesem Falle die Motoren mit ihrer Kraftäußerung die mechanische Lenkanstrengung des Wagenführers unterstützen.Assuming that the carriage is to be steered to the left, the carriage driver turns the handwheel χ in the reverse clockwise direction of movement and consequently the worm, always as a result of the resistance opposed to the movement of the wheel X , tries to compress the spring S , and the arm is released from the pin T of the resistance, which is expressed in direct connection with the pole of the battery, brought into contact with u , and for the various positions h h. ii, 0 0, pp of the switch, what has been explained above for the motor η will take place for the excitation of the motor m , and conversely for η what happened before for m , so that in this case too the motors support the mechanical steering effort of the driver with their expressions of force.
Für die Rückwärtsfahrt muß, wie gesagt, die Stromrichtung in der Erregung der Motoren umgeschaltet werden, was mittels des Schalters B geschieht, indem die Stege GHIL in die Stellung r r gebracht werden. Aber bei der Rückwärtsfahrt muß, um die Kraftäußerung der Motoren mit der vom Wagenführer auf das Rad χ ausgeübten in Einklang zu bringen, außerdem bewirkt werden, daß die von der Stange \ ausgeführten Schaltungen die entgegengesetzte Wirkung haben, als sie bei der Vorwärtsfahrt hatten. Wenn man nämlich die Bewegungen der Räder des Vordergestells betrachtet, so ist es klar, daß dasjenige Rad, welches, um die Lenkanstrengung des Wagenführers bei der Vorwärtsfahrt zu unterstützen, schneller laufen muß, bei der Rückwärtsfahrt langsamer laufen muß, und umgekehrt dasjenige, welches bei der Vorwärtsfahrt langsamer lief, bei der Rückwärtsfahrt schneller laufen muß. Auch dies erlangt man dadurch, daß die Stege GHIL in die Stellung r r des Schalters B gebracht worden sind, denn mittels des Steges G ist das Ende V des Wider-For reverse travel, as I said, the direction of the current in the excitation of the motors must be switched, which is done by means of switch B by bringing the webs GHIL into position rr . But when reversing must, in order to bring the power of expression of the engines with the χ exerted by the motorman on the wheel in line, are also causes the circuits running off the shelf \ have the opposite effect than they had while traveling forward. If one considers the movements of the wheels of the front frame, it is clear that the wheel which has to run faster in order to support the driver's steering effort when driving forward has to run slower when driving backwards, and vice versa that which has to run faster when driving backwards, and vice versa that which has to run faster when driving forward the forward travel was slower, the reverse must run faster. This is also achieved in that the webs GHIL have been brought into the position rr of the switch B , because by means of the web G the end V of the resistor
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